[发明专利]无钎剂钎焊低熔点铝用钎料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钎焊材料及其制备方法，特别涉及一种无钎剂钎焊低熔点铝用钎料及其制备方法。

由于全膜电容器具有介质损耗低、工作场强高和电容器的比特性好，以及电容器温升低、寿命长、生产周期短、爆破几率小和运行安全等优点，国内外电力电容器的生产均朝全膜化方向发展。全膜电容器内芯由铝箔和聚丙烯膜(简称PP膜)层状相间组成，外突的铝箔与铝箔之间以及铝箔与引线之间采用钎焊连接是理想的联接方式。

由于采用全膜结构，对电容器中铝箔钎焊所用的钎料要求很严。首先是温度不能高，以控制钎焊温度。文献“冷压焊在薄膜电容器中的应用”(电力电容器，1985，NO.3)述及全膜电容中的PP膜在温度高于180℃时会受损，导致电容性能的恶化，一般PP膜耐热不超过165℃，老虑到铝箔具有较好的导热性，所用的铝用软钎料上限熔化温度应低于200℃，其次是铝材料的软钎料钎料具有较大困难，主要是因为铝材表面致密的氧化膜难以去除，若全膜电容器铝箔钎焊时施加钎剂助焊，则钎剂溶入电容器中的浸渍剂将会导致电容的损耗增大，而且还可能腐蚀或损坏PP膜，使电容器失效，所以只能采用无钎剂软钎料钎焊。文献“Join-ing Aluminium with High-Zinc Solder byAbrasion Soldering，welding Journal，1959，No.1”和“A soldering System for Aluminium，Welding Jour-nal，1985，No.1”述及了铝软钎焊所用的刮擦钎焊都是一些含Zn的合金，熔点一般较高，在300℃以上。

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供用于高压全膜并联电容器生产用的无钎剂钎焊低熔点铝用钎料及其制备方法。

本发明所说的钎料由下列各元素的重量百分比备制而成：

Sn    58～61％

Zn    24～27％

Cd    8～12

Bi    0.4～0.7％

Si    2.0～2.4％

Ce    0.2～0.7％

In    1.0～2.0

按配方中各元素设计成分的重量百分比备料，同时，备料中还有元素Ag，其重量百分比为0～0.3％。

冶炼设备：控温坩损，电功率一次冶炼的重量确定，测温热电偶置于熔炼坩埚内，控温误差在±5℃。

制备方法：(1)将Sn粒(或条、块)置于坩埚内加热熔化，过热至400-500℃；

(2)将Zn粒(或条、块)加入坩埚，搅拌至熔化均匀，控温在400-500℃。

(3)将Ag粒(或丝、屑)加入，搅拌至熔化均匀，保温5-8分钟，然后降温至300-400℃；

(4)将Cd加入熔融坩埚，搅拌至熔化均匀，完毕，继续加人Bi或In，搅拌均匀；

(5)降温室200-300℃，加入Cc后立即搅拌均匀，保温约3-5分钟；

(6)重新加热至200-300℃，加入Si粉搅拌均匀后，盖上坩埚盖，重新加热至400-500℃，保温4-10分钟；

(7)捞除熔融钎料表面的敷渣，冷模浇铸成成型，浇铸温度在400～500℃。

操作时应注意：Bi和In加入时温度不宜高，以免过烧损失；Si和Ce加入时要充分搅拌均匀；浇铸温度不宜太低，应在400-500℃左右。

该材料具有低熔点特征，钎焊时不使用钎剂，只需用加热工具(如电烙铁等)在铝材上刮擦熔融钎料即可施焊。

钎料设计时，首先应保证其与铝材能够钎焊结合，即保证其可钎焊性；钎料组元与铝材若能形成塑性和韧性具佳的固溶体组织，则对提高钎缝的结合强度有利，从相图分析可知，AL-Zn、AL-Si及AL-Ag均能形成有限固溶体，钎料中必须含有这些元素，以保证结合强度。其次，还应保证钎料具有低熔点特性及具有良好的熔化铺展和润湿能力；老虑到大部分铝用软钎料(熔点均在250℃以上)匀含有Zn这一特点，钎料成分设计时加入了Zn，钎料设计时还加入了低熔点Sn组元，以及使含Zn、Sn钎料熔点进一步降低的Cd组元；由Sn、Zn、Cd三元素的相图分析可知，Sn-Zn和Sn-Cd均能形成低熔点的共晶组织，Sn-Zn共晶组织熔点为177℃。因此，确定钎料基本组成为Sn-Zn-Cd合金系.